关键词：剪力墙结构设计；建筑结构设计；应用
1 剪力墙结构概述
剪力墙结构特指建筑物的墙壁及其附件，用于抵抗地震和风荷载等水平荷载。它最初设计用于防止建筑物在使用寿命期间受到外力的损坏，增加结构稳定性和承载能力。目前，更广泛使用的建筑结构包括框架结构，混合结构和剪力墙结构。与其他建筑结构相比，剪力墙结构具有高侧面刚度，优越的抗震性能。随着剪力墙施工技术的日益成熟，该结构已广泛应用于建筑工程中。剪力墙结构用于设计和施工。主要建筑材料是钢筋混凝土，受到横向和垂直载荷力。在实际施工中，使用剪力墙代替垂直柱来承受垂直荷载。
2 剪力墙结构设计需要遵循的原则
2.1 剖析墙体受力情况
实际剪力墙结构的过程中，一定要剖析墙体的具体受力状况。墙体本质上属于平面构件，墙体承受的压力不但有水平方向的剪力与弯矩，还有来自竖向的压力。因此，剪力墙结构设计一定要深入剖析墙体的受力状况，在最大程度上保障墙体的质量与运用成效。
2.2 平面内搭接
剪力墙独特的特性使得其在同一平面内具备较大的刚度与承载力，但是平面外就具备较小的刚度与承载力。倘若平面外的梁体和剪力墙两者要连接，那么无疑会形成较为剧烈的墙肢平面外弯矩，但是就普通的建筑施工来说，尚未验算平面外的承载力与刚度，进而使得实际的墙体受力状况大于计算的，这就增加了安全风险。所以，设计剪力墙结构的过程中，应该防止出现平面外的连接，倘若已经出现这种平面外的连接，就一定要基于工程施工有关的标准，运用有效的加固手段，进而最大程度上使得剪力墙平面外的安全得到保障。
2.3 调整超限
其实主要就是调整连梁的超限，剪力墙的连梁跨高比一定要超过2. 5，进而避免产生弯矩、剪力超出标准界限的问题。有些连梁跨高比在5 以上或是等于5，就一定要根据框架梁的规定水平设计结构，不能直接折减其刚度。有些连梁跨高比大于5，小于6，就应该计算之后，再折减其刚度，这样就能有效避免产生弯矩、剪力超出规定界限的问题。适当调整剪力墙连梁超出规范界限，能在一定程度上使得工程的造价降低，进而为公司创造更大的收益。
3剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析
3.1平面布置
剪力墙设计的平面布置可以灵活，但是有几个要注意的地方。①平衡、对称。建筑强设计结构有长有短。遇到较长的剪力墙时，不要全部当成一个整体，选择开洞口的方式，将墙面分成等长均匀的几段。交错不齐的剪力墙洞口会带来很多隐患，比如说受力刚度减小，结构不稳定，容易发生事故等等。所以洞口要一排排的整整齐齐。对称布置，使得结构平面上刚度均匀，减小水平力作用下给结构产生的扭转。②在进行抗震设计的时候，尽量减少一字型的短肢剪力墙的布置，双向的或者多向的更能保障安全。多向或双向的设计可以形成一定的空间工作结构。剪力墙不仅需要在结构平面主轴方向双向布置，而且还应该尽量使得各主轴方向剪力墙的侧向刚度相近。③剪力墙结构与其他的结构一样，在特殊情况下也会出现刚度突变的情况。为了避免不必要的损失，在竖直方向上要从下往上的布置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆④在同一个平面上的剪力墙结构质量中心和刚度中心不可以岔开，岔开之后，无法保证其稳定性，应沿着建筑物的全高布置，侧向刚度沿着高度从下至上连续均匀，剪力墙开洞时，洞口上下对齐。
⑤平面形状凹凸较大的时候，尽可能在凸出部分的端部附近布置剪力墙。当遇到建筑物周边、电梯间、楼梯间等部位时，均匀的布置剪力墙。
3.2短肢墙的处理方法
相关管理部门在建筑结构设计中，对短肢剪力墙结构的运用方法已做了明确规定。即各个横截面的高度与厚度之比要控制在4～8 之间，指截面的厚度要在 300mm 以下。短肢墙与传统长肢墙的相比，其肢厚更小，这种剪力墙结构将有利于节省空间的排布。同时，短肢墙的运用还将节省室内的空间布局，对于二次设计中容易受到的结构限制也得到一定程度的控制。然而，在实际运用过程中，短肢墙的承载能力十分有限。相关研究人员通过对短肢剪力墙结构的受力效果进行测试表明，短肢剪力墙确实对结构受力的影响较小，但在高层建筑工程项目的结构设计中，则不建议使用该类剪力墙结构。对于这方面的运用问题，需要相关建设者加大科研力度，以解决其应用缺陷。此外，在对建筑结构进行布置的过程中，如果短肢剪力墙的数量布置较多，则应将其设计成筒体或者是一般剪力墙结构。
3.3墙截面厚度
剪力墙的厚度变化呈现阶段性的规律。阶段性即均匀平衡，连续不折断。阶段变化的范围最大是100m，最小是50m，严格控制在这一范围以内，才能使结构不发生变形。剪力墙的材料是混凝土，在混凝土的强度等级发生变化楼层时，此楼层要避免进行剪力墙的厚度变化。高层建筑在底部的剪力墙一般厚度大，当剪力墙的厚度超过400mm 时，如果仅采用双排配筋，会形成中部大面积的素混凝土，使得剪力墙的截面应力不均匀，所以厚度超过400mm 的剪力墙，需要配置三排或四排钢筋。
3.4在连梁钢筋中的应用
????? 剪力墙结构中连梁是作为连接剪力墙平面内的梁，它不仅能够连接墙肢，还能够有效的约束墙肢。在设计连梁的时候，因连梁的刚度很大，普通配筋的、跨高比小的连梁很难成为延性构件，所以对连梁进行区分，按不同的形式分别设计。①跨高比大于5 的连梁，此类连梁受力情况和框架梁类似，即按照框架结构中的框架梁进行设计即可。②跨高比小于5 的连梁，尤其是住在、旅馆等剪力墙结构的建筑中的连梁，跨高比往往小于2，甚至不大于1，在侧向力的作用下，这些连梁容易出现剪切斜裂缝。对于跨高比小的高连梁，可以设置水平缝，形成双连梁或者多连梁，实现弯曲破坏。当连梁宽度较大的时候，除了设置普通箍筋以外，还可以增加交叉暗柱或者设置斜向的交叉构造钢筋来改善连梁的受力性能。楼面梁支承在连梁上时，连梁产生扭转，一方面不能有效约束楼面梁，另一方面连梁受力十分不利，因此要尽量避免。楼板次梁等截面较小的梁支承在连梁上时，次梁端部可按铰接处理。
3.5边缘构件设计
在一个个完整的剪力墙设计中，它的边缘构件同样重要。边缘构件是端柱，暗柱的统称，分为约束边缘构件和构造边缘构件在行进剪力墙设计时。为了保证剪力墙底部具有足够大的延性，应对可能出现塑性铰的部位进行加强，设置约束边缘构件，即底部加强区域。剪力墙的约束边缘构件能增加高轴压比剪力墙的塑形形变能力，而低轴压比的剪力墙只需要设计构造边缘构件即可。
结束语
总之，剪力墙结构设计对建筑施工的可行性、使用安全的稳定性及工程质量都具有极大的影响。所以，在针对建筑结构设计时，必须将剪力墙结构的整体布局设计考虑清楚，遵照一定的原则，并结合实际设计需要、建筑物特点等设计要求来完善剪力墙结构设计在设计过程中的合理分析和计算。
参考文献：
[1] 李玉成.? 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J]. 江西建材. 2017(05)
[2] 孙家昱.? 论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 四川建材. 2017(04)
论文作者:荷柳
论文发表刊物:《建筑实践》2019年16期
论文发表时间:2019/11/20
标签：剪力墙论文; 结构论文; 刚度论文; 结构设计论文; 平面论文; 构件论文; 建筑论文; 《建筑实践》2019年16期论文;